8. Cấu trúc luận án
1.2 Khái quát tình hình phát triển hoạt động kinh tế nông nghiệp công nghệ cao tạ
1.2.3 Trang thiết bị và công nghệ cao trong hoạt động KTNN hiện nay
Hình 1.10. Các loại cơng nghệ cao ứng dụng trong nông nghiệp hiện nay
Khoa học công nghệ là yếu tố quan trọng để quyết định sự phát triển của ngành nông nghiệp đặc biệt là nơng nghiệp theo hướng cơng nghiệp hóa hiện đại hóa, góp phần tạo sự đột phá trong chuyển đổi cơ cấu cây trồng vật nuôi nâng cao năng lực cạnh tranh với quốc tế [59]. Nó quyết định lợi thế cạnh tranh và tốc độ phát triển của kinh tế. Có rất nhiều loại hình cơng nghệ được áp dụng trong hoạt động KTNN từ khâu đầu vào tới đầu ra sản phẩm.
Hiện nay nhiều công nghệ mới được đưa vào ứng dụng trong nơng nghiệp trồng trọt, đặc biệt là chăm sóc và canh tác rau màu, hoa và cây cảnh. Với công nghệ này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các khu vực đất xấu hoặc những vùng sản xuất diện tích nhỏ.
Cơng nghệ cao trong nơng nghiệp Cơng nghệ thơng tin Cơng nghệ tự động hóa Cơng nghệ vật liệu mới Cơng nghệ năng lượng Công nghệ bảo quản công nghệ quản lý môi trường Công nghệ chế biến
Nông trại thông minh không chỉ dành cho các trang trại lớn và trung tâm nghiên cứu, mà đang bắt đầu tác động đến các trang trại quy mô vừa và nhỏ, đặc biệt phù hợp cho các vườn hộ trong khuôn viên. Các công nghệ phải kể đến như: Cơng nghệ sinh học, cơ giới hóa, cơng nghệ thơng tin. Tuy nhiên, một thức tế nhận thấy rằng công nghệ đã và sẽ làm thay đổi không gian kiến trúc nông thôn từ cấu trúc tổng thể làng xã cho tới ngôi nhà ở.
- Công nghệ canh tác không dùng đất: Hệ thống thuỷ canh, khí canh, trồng cây trên
giá thể có chứa dung dịch dinh dưỡng: cây được trồng trực tiếp trên các giá thể hữu cơ hay giá thể trơ cứng có tưới dung dịch dinh dưỡng. Các kỹ thuật trồng cây này đã hoàn tồn loại bỏ được mơi trường đất, do vậy điều kiện về môi trường và đất đai cho cây cũng sẽ được hạn chế và có thể trồng tại những nơi khơng có những điều kiện về khơng gian cũng như đất đai cho cây trồng. Từ đó cơ cấu và chức năng trong khơng gian trồng trọt cũng sẽ biến đổi, đặc biệt là không gian canh tác trồng trọt tại khuôn viên hộ cũng sẽ được tăng lên do yêu cầu về đất tốt cũng khơng cịn là điều quan trọng trong yếu tố sản xuất, cụ thể là cho sản xuất rau màu.
- Cơng nghệ nhà kính, nhà lưới, có hệ thống điều khiển tự động và bán tự động.
Canh tác nhà kính được xem như một giải pháp cơng nghệ chìa khố trong phát triển NNCNC. Trồng cây trong nhà kính, nhà lưới tạo lập ra một mơi trường sinh thái thuận lợi nhất có thể cho cây trồng sinh trưởng phát triển; để thực hiện các công nghệ thâm canh cao; để tối thiểu hố thậm chí có thể loại trừ các yếu tố ngoại cảnh bất lợi cho sản xuất; để sản xuất ra loại nông sản thực phẩm mà thiên nhiên không ưu đãi (trái vụ), thậm chí khơng sản xuất được ngồi mơi trường tự nhiên, để tối đa hoá năng suất chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất; tối thiểu hố các khoản chi phí sản xuất và đặc biệt là để tiết kiệm nước.
- Công nghệ canh tác thẳng đứng. Nông trại thẳng đứng là một phương pháp trồng
cây trong các khay được xếp theo chiều thẳng đứng và thường không cần sử dụng đất và ánh sáng tự nhiên. Hình thức này chủ yếu áp dụng kĩ thuật canh tác trong nhà giống như mơ hình trồng rau trong nhà kính khi tất cả các yếu tố về mơi trường đều được kiểm sốt như ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ. Cây được trồng theo hướng thẳng đứng, xếp thành nhiều tầng nên mơ hình canh tác theo chiều dọc vừa có khả năng tạo thêm đất canh tác
vừa bảo vệ môi trường. Trước thực trạng đất nông nghiệp đang dần bị thu hẹp, mơ hình nơng trại thẳng đứng được coi là một giải pháp canh tác tiềm năng. Với công nghệ này sẽ tiết kiệm được diện tích trồng và phù hợp với mơ hình sản xuất có diện tích nhỏ, hoặc trồng trên mái nhà. Công nghệ này cũng là một yếu tố tác động đến không gian sản xuất trong những không gian hẹp, nhỏ cần phát triển theo chiều cao. Những loại này được áp dụng cho sản xuất rau màu cho các hộ sản xuất rau mà có diện tích nhỏ, tận dụng sân vườn nhỏ và đưa canh tác lên theo chiều cao của nhà.
- Cơng nghệ tưới phun, tưới nhỏ giọt có hệ thống điều khiển tự động hoặc bán tự động: Là chế độ tưới có mức tưới nhỏ hơn mức tưới của chế độ tưới thông thường nhưng
vẫn đảm bảo yêu cầu sinh trưởng và phát triển bình thường của cây trồng nhờ áp dụng một quy trình hay biện pháp tưới. Tưới phun mưa được áp dụng hiệu quả cho mọi loại đất canh tác, cho các cánh đồng có địa hình phức tạp, mặt ruộng khơng phẳng, độ dốc từ 25 % trở xuống và ít bị ảnh hưởng bởi tốc độ gió [96]. Đặc biệt, kỹ thuật tưới nhỏ giọt đem lại thành công lớn cho nền nông nghiệp Israel gần đây đã được ứng dụng ngày càng nhiều ở Việt Nam để đối phó với tình trạng thiếu nước. Theo Trần Chí Trung – Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam, kinh nghiệm của nhiều nước cho thấy nếu được tưới bằng các công nghệ nhỏ giọt, năng suất cây trồng tăng 50% và lượng nước tiết kiệm đạt 40% - 70% so với tưới thơng thường, tuy chi phí đầu tư cao hơn kỹ thuật tưới phun mưa [65]. Để đảm bảo được hệ thống tưới tốt, cần phải thêm những không gian chức năng để phục vụ cho việc tưới và đảm bào nước tưới cho người dân bằng hệ thống kỹ thuật và điều khiển cùng với hệ thống lọc nước tưới.
- Công nghệ thông tin trong quản lý cây trồng
Cơng nghệ điện tốn đám mây trong quản lý sản xuất: Chỉ cần một chiếc máy tính
bảng hay điện thoại thơng minh có kết nối mạng, các thiết bị cảm ứng và phần mềm điều khiển tự động từ xa sẽ giúp nông dân biết vườn cây nào cần bón phân gì, số lượng bao nhiêu, diện tích nào cần tưới nước, tưới bao nhiêu là vừa. Căn cứ vào các dữ liệu đó, máy tính sẽ cho nơng dân biết cần phải điều chỉnh các chỉ tiêu nào và mọi hoạt động đều được điều khiển thông qua các thiết bị thơng minh. Từ đó người nơng dân sẽ khơng cần phải ra trực tiếp cánh đồng mà chỉ cần ở tại nhà để điều khiển cho hệ thống tưới cũng như chăm sóc cây. Như vậy, tại khn viên nhà cần thêm những không gian chức năng
làm việc, hệ thống máy móc điều khiển từ xa với những hệ thống kết nối mạng internet thuận lợi.
Công nghệ thông tin: Ứng dụng trong quản lý trang trại, tưới nước tự động: Thay vì việc người nông dân phải ra từng cánh đồng để kiểm tra sự phát triển của cây thì họ chỉ cần ngồi tại không gian làm việc tại nhà hoặc bất kỳ nơi đâu để kiểm tra các chế độ dinh dưỡng điều này giảm chi phí do lãng phí phân bón, mơi trường sản xuất sạch sẽ, do vậy sẽ dễ dàng tổ chức sản xuất tại những nơi có điều kiện đất và không gian hạn chế. Bằng phần mềm điều khiển tự động, chất dinh dưỡng theo các ống dẫn nước tưới nhỏ giọt cho từng gốc cây, gốc rau.
Công nghệ cho hoạt động sau thu hoạch:
- Công nghệ sơ chế và bảo quản sau thu hoạch
Theo danh mục CNC ứng dụng trong nơng nghiệp thì có rất nhiều cơng nghệ mới được áp dụng như cơng nghệ bao gói khí quyển kiểm sốt, cơng nghệ bảo quản lạnh nhanh kết hợp với chất hấp thụ etylen để bảo quản rau, hoa, quả tươi [7]… Việc ứng dụng công nghệ này giúp cho người nơng dân thốt khỏi cảnh kêu cứu hỗ trợ sản phẩm và hiện tượng được mùa mất giá như trước.
- Sử dụng công nghệ số trong tiêu thụ sản phẩm: Việc ứng dụng công nghệ thông tin
để hỗ trợ, mở rộng thị trường tiêu thụ nông sản đang thực sự trở thành một xu thế kinh doanh tất yếu trong thời kỳ hội nhập hiện nay. Thông qua trang website thương mại điện tử, các doanh nghiệp, HTX, hộ sản xuất có thể tiến hành giao dịch điện tử, ký kết hợp đồng điện tử đồng thời với nhiều khách hàng mà không phải bỏ quá nhiều thời gian và chi phí đi đàm phán, cũng như giảm bớt các khâu phân phối trung gian. Bên cạnh đó, người nơng dân và các hộ sản xuất thường xun có được thơng tin cập nhật về thị hiếu của khách hàng, sản phẩm của đối thủ cạnh tranh nhằm cạnh tranh nâng cao công nghệ, cải tiến mẫu mã, nâng cao chất lượng của hàng hóa và dịch vụ của mình. Các nhân tố tiến bộ của kỹ thuật và của khoa học công nghệ làm tác động mạnh đến cấu trúc nông thơn. Việc sử dụng cơ giới hóa trong q trình sản xuất là bước tiến lớn trong q trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa nơng thơn. Khơng gian kiến trúc nơng thơn sẽ khơng cịn “con trâu đi trước cái cày theo sau” mà nó là những hình ảnh của máy móc và trang thiết bị sản xuất trên những cánh đồng.
Máy thu hoạch bí ngơ Máy thu hoạch cà chua
Máy thu hoạch ngô Máy thu hoạch dâu tây và đóng gói tại chỗ
Máy thu hoạch hoa Máy thu hoạch củ cải
Hình 1.11. Một số máy móc thiết bị cơ giới trong khâu thu hoạch
Chính những yếu tố trên, với điều kiện sản xuất cũ sử dụng lao động thủ cơng là chính khơng thể đáp ứng được với yêu cầu của công nghiệp hóa hiện đại hóa nơng nghiệp vì vậy những điều kiện tiên quyết để hoạt động kinh tế nông nghiệp được thực hiện ở nông thôn sẽ tác động lớn tới không gian kiến trúc nông thôn. Công nghệ cơ giới trong nơng nghiệp có thể sử dụng đa dạng với quy mơ sản xuất và là một trong những ứng dụng cơ giới hóa nơng nghiệp cho năng xuất cao [59].
Công nghệ năng lượng: việc kết hợp sản xuất nông nghiệp và điện mặt trời nhằm tối đa hóa lợi nhuận trên cùng diện tích đất sản xuất, đa dạng hóa các nguồn năng lượng, nâng cao khả năng cung ứng nguồn điện cho nhu cầu phát triển kinh tế
Hình 1.12. Ví dụ sử dụng năng lượng tái tạo để dùng làm điện năng phục vụ sản xuất